Спосіб глибокої очистки багатокомпонентних стічних вод від важких металів

1. Спосіб глибокої очистки багатокомпонентної стічної води від важких металів, що включає її підлужування до рН осадження металів, введення коагулянту, відстоювання, первинне фільтрування, додавання сульфіду натрію і вторинне фільтрування, який відрізняється тим, що воду попередньо підлужують до рН 4-5, введення коагулянту проводять до підлужування стічної води до рН 3 42955 4 Найбільш близьким до технічного рішення, що а потім на другому етапі підлужування досягти пропонується, є спосіб очищення стічних вод гальточне значення рН, необхідне для повного осаванічних виробництв від важких металів, що вклюдження важких металів із застосуванням малих чає підлужування стічної води до рН осадження доз лугу, і тим самим уникнути передозування луважких металів, відстоювання, введення сульфіду жного реагенту, яке знижує якість очищення води. натрію, далі солей заліза (II) або заліза (ІІІ) у якості Завдяки введенню коагулянту у стічну воду коагулянту та фільтрування стічної води [3, с. 15перед її підлужуванням утворення гідроксидів коа23] (прототип). гулянту протікає під час осадження важких метаЦей спосіб дозволяє додатково підвищити лів. В цей момент гідроксиди коагулянту мають ступінь вилучення важких металів за рахунок високу сорбційну здатність до співосадження важутворення сульфідів металів, які мають меншу ких металів, органічних сполук, яка вже через дерозчинність, ніж гідроксиди та карбонати. Однак кілька хвилин знижується на 50 % і більше. Це недоліком даного способу є недостатній ступінь сприяє більш високій ефективності вилучення меочистки стічної води при наявності органічних комталів в умовах багатокомпонентного складу запонентів, коливанні рН і концентрацій домішок у бруднень стічної води. вихідній воді. Це пояснюється тим, що при ввеДодавання у воду після введення сульфіду наденні сульфідів в цих умовах спостерігається трію алюмінієвого коагулянту є більш ефективним, утворення дуже мілких пластівців металів, які ніж залізного, оскільки алюміній не утворює нерозпрактично не затримуються при седиментації та чинних сполук із сульфідами і сприяє додатковому фільтруванні. Додавання залізних коагулянтів пісспівосадженню інших металів та сорбції органічних ля сульфіду натрію не дозволяє скоагулювати задомішок, які негативно впливають на процес очисвись. Вода змінює колір, утворюється значна кільтки. В тому випадку, коли додавання сульфіду накість мілкої зависі, яка практично не затримується трію разом з алюмінієвим коагулянтом не дозвопри фільтруванні. Сульфід натрію в першу чергу ляє досягти ефективного осадження залишків реагує з іонами заліза з утворенням сульфідів заважких металів внаслідок наявності значної кільліза, які мають значно меншу розчинність, ніж сукості органічних та інших домішок, то у воду доцільфіди інших металів. Внаслідок цього ефективльно додавати тільки алюмінієвий або залізний ність вилучення важких металів у вигляді коагулянт, які ефективно сорбують органіку та засульфідів є недостатньою. Крім того, при коливанлишкові концентрації металів. нях вихідних значень рН досить важко встановити Проведення підлужування стічної води за дозначення цього параметру, необхідного для утвопомогою системи автоматичного керування технорення малорозчинних сполук металів. Це пояснюлогічним процесом з використанням промислового ється тим, що зміна рН води має логарифмічний контролера дозволяє досягти стабільності встанохарактер і при підвищенні цієї величини з кислого влення потрібних значень рН незалежно від колисередовища, яке переважно мають металомісткі вань їх вихідних значень, особливо у нейтральностічні води, до лужного досить важко досягти пому та лужному середовищі. Для попереднього трібного значення рН при одноступеневому дозупідлужування доцільно застосовувати пропорційванні лужного реагенту. ний закон регулювання, оскільки у цьому випадку В основу корисної моделі поставлена задача головним завданням є встановлення значень рН, підвищення ступеня очистки стічної води від важякі передують початковій стадії осадження метаких металів в умовах багатокомпонентності її лів, що не потребує встановлення точних значень складу та коливань концентрацій домішок у вихідцього параметру. На другому етапі підлужування ній воді. води потрібно встановлювати точне значення рН, Поставлена задача досягається тим, що у заяке відповідає величинам повного осадження мепропонованому способі глибокої очистки багатоталів. Тому на цьому етапі необхідно використовукомпонентної стічної води від важких металів, що вати пропорційно-інтегрально-диференціальний включає її підлужування до рН осадження металів, закон регулювання. Для автоматичного керування введення коагулянту, відстоювання, первинне фітехнологічним процесом підлужування необхідні льтрування, додавання сульфіду натрію і вторинне значення рН вводяться у контролер, який керує фільтрування, воду попередньо підлужують до рН дозуючими пристроями реагентів на підставі сиг4-5, введення коагулянту проводять до підлужуналів, що надходять від давачів рН, що дозволяє вання стічної води до рН осадження металів, а попередити надлишкове введення хімічних реагепісля введення сульфіду натрію додають алюмінінтів в умовах коливань концентрацій домішок та євий коагулянт. Замість введення сульфіду натрію рН середовища. Все це сприяє глибокому вилута алюмінієвого коагулянту у воду можна додавати ченню важких металів із стічної води і забезпечує тільки алюмінієвий або залізний коагулянт. Підлудотримання високих національних вимог до якості жування води проводять за допомогою системи очистки металомістких стічних вод. автоматичного керування технологічним процесом Спосіб глибокої очистки багатокомпонентних з використанням промислового контролера та стічних вод від важких металів здійснюється таким пропорційного закону регулювання для поперечином. У стічну воду спочатку дозується луг для днього підлужування і пропорційно-інтегральнопопереднього підлужування стічної води до рН 3-4 диференціального закону регулювання для підлуз метою нейтралізації надлишкової кислотності жування до рН осадження металів. води. Далі у воду дозують алюмінієвий або залізВикористання попереднього підлужування воний коагулянту. Вид коагулянту визначається проди до рН 4-5 дозволяє нейтралізувати надлишкову цесом, який застосовується для попереднього викислотність води із застосування великих доз лугу, лучення зависі перед фільтруванням. При 5 42955 6 відстоювання стічної води рекомендується залізпідлужування води та вторинного введення коагуний коагулянт, при флотації - алюмінієвий. Далі у лянту у воду можна додавати флокулянт. воду дозується луг для підвищення рН до величин, Для автоматизації технологічного процесу доякі відповідають значенням повного осадження зування підлужуючих реагентів в промисловий важких металів. При підлужуванні утворюються контролер вводяться значення рН, необхідні для гідроксиди важких металів, а також алюмінію або попереднього та кінцевого підлужування стічної заліза. Гідроксиди коагулянтів сорбують органічні води. Контролер керує роботою дозуючих пристродомішки, які можуть негативно впливати на вилуїв, які подають реагенти за спеціально розроблечення важких металів, сприяють ефективному їх ною програмою на підставі сигналів, що надходять співосадженню та коагуляції зависі. Далі вода відвід давачів Eh, які встановлені у воді. Попереднє стоюється і фільтрується. Оскільки після фільтрупідлужування стічної води здійснюють з викорисвання стічної води в ній залишається деяка віднотанням пропорційного закону регулювання, а підсно стала концентрація важких металів, яка лужування до рН осадження металів з викорисвизначається розчинністю гідроксидів металів, то у танням пропорційно-інтегральнофільтровану стічну воду послідовно дозують судиференціального закону регулювання. льфід натрію та алюмінієвий коагулянт. Це сприяє Проводились лабораторні та промислові доутворенню менш розчинних сульфідів важких меслідження з вилучення важких металів із стічних талів та їх ефективній коагуляції під дією гідроксивод виробництв кришталевого скла та підшипників дів алюмінію. Необхідність застосування алюмінієковзання відомим способом, описаним у прототипі, вого коагулянту, поясняється тим, що алюміній не та запропонованим. При застосуванні відомого утворює нерозчинних сполук із сульфідами та способу (прототип) технологічна схема очистки менш здатний до комплексоутворення з органічвключала: підлужування води їдким натрієм до рН ними домішками на відміну від залізного коагулян9,8-10,0, введення у стічну воду залізного коагуляту. Дозу сульфіду натрію приймають в середньому нту, відстоювання, фільтрування, введення суль5-10 мг/л, коагулянтів від 10 до 50 мг/л. Далі вода фіду натрію, залізного коагулянту, фільтрування. повторно фільтрується для вилучення утворених При застосуванні запропонованого способу техномалорозчинних сполук важких металів. логічна схема очистки включала такі операції. Для При наявності різноманітних органічних сполук стічної води виробництва кришталевого скла: повведення сульфіду натрію може призводити до переднє підлужування до рН 3-4, введення залізутворення колоїдної зависі сульфідів навіть у приного коагулянту, підлужування води їдким натрієм сутності алюмінієвого коагулянту. Тому у цьому до рН 9,8-10,0, відстоювання, фільтрування, ввевипадку більш доцільним є використання тільки дення залізного коагулянту, фільтрування. Для алюмінієвого або залізного коагулянту з підвищестічної води виробництва підшипників ковзання: ними дозами, в середньому 80-100 мг/л. Вид коапопереднє підлужування до рН 3-4, введення залігулянту залежить від складу металомісткої стічної зного коагулянту, підлужування води їдким натрієм води. При наявності поверхнево-активних речовин до рН 9,8-10,0, відстоювання, фільтрування, ввебільш прийнятним є застосування залізного коагудення сульфіду натрію, алюмінієвого коагулянту, лянту, а при наявності органічних комплексоутвофільтрування. Результати очистки стічних вод від рюючих сполук - алюмінієвого. При необхідності важких металів відомим і запропонованим спосодля більшого укрупнення зависі після вторинного бами наведено у таблиці. Таблиця Вид металу РН Свинець Мідь Цинк Нікель Олово Концентрація металу у стічній воді, мг/л Виробництво кришталевого скла Виробництво підшипників ковзання Вихідна Очищена вода Вихідна Очищена вода вода вода Відомий Запропонований Відомий Запропонований 2,8-3,2 9,6 9,6 2,3-2,8 9,9 9,9 9,43 0,048 0,024 135 0,43 0,029 28 2,45 0,058 0,54 0,064 0,036 106 0,12 0,043 8,2 0,070 0,062 Як видно з отриманих даних, використання запропонованого способу дозволяє значно підвищити ступінь очистки стічної води від важких металів і практично за всіма показниками досягти вимог, встановлених у більшості регіонів України. Таким чином, запропоноване технічне рішення мас суттєві відмінності від відомих способів очищення стічної води від важких металів. Так, у запропонованому технологічному процесі застосовується попереднє підлужування стічної води до рН 3-4, що дозволяє уникнути передозування реаген тів та встановити точне значення рН, необхідне для повного осадження важких металів, особливо при наявності кислого середовища, що є характерним для більшості металомістких стічних вод. Введення коагулянту перед підлужуванням води до рН осадження металів сприяє сорбції органічних домішок, які можуть негативно впливати на вилучення важких металів, більш ефективному їх співосадженню та коагуляції зависі. Використання після додавання сульфіду натрію алюмінієвого коагулянту замість залізного 7 42955 8 дозволяє уникнути утворенню сульфідів заліза, які пінь очистки стічних вод від важких металів в умонегативно впливають на осадження залишків мевах багатокомпонентного складу забруднень та талів, сприяє більш ефективному утворенню суколивань концентрацій домішок у вихідній воді. льфідів важких металів та їх співосадженню на Крім того, застосування запропонованого спогідроксидах алюмінію особливо в умовах наявності собу дозволяє звести до мінімуму перевитрату органічних домішок та комплексоутворювачів. хімічних реагентів, повністю автоматизувати проВикористання системи автоматичного керуцес її очистки, забезпечує екологічну безпеку техвання технологічним процесом підлужування стічнологічного процесу обробки води для обслуговуної води за допомогою промислового контролера з ючого персоналу. використанням пропорційного закону регулювання Джерела інформації: для попереднього підлужування води та пропор1. Патент JP 03287664, кл. C02F 1/62, опубл. ційно-інтегрально-диференціального закону регу04.06.2002 p. лювання для підлужування до рН осадження ме2. Виноградов С.С. Экологически безопасное талів дозволяє підтримувати необхідні значення гальваническое производство / Под ред. В.Н. КудрН водного середовища протягом всього циклу рявцева, вып. 3, приложение к журналу «Гальваобробки води і також попередити надлишкове нотехника и обработка поверхности». - М.: Глобус, введення хімічних реагентів незалежно від коли1998. вань концентрацій домішок та рН середовища. 3. Смирнов Д.Н., Генкин В.Е. Очистка сточных В результаті запропонований спосіб дозволяє вод в процессах обработки металлов. - М.: Металодержати якісно новий результат - підвищити стулургия, 1989. (прототип). Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601